專利名稱：黃磷爐電極控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電熱裝置，具體來說，涉及生產(chǎn)黃磷的電爐，進(jìn)一步而言，涉及該電爐電極的控制裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，黃磷生產(chǎn)的核心是黃磷爐，生產(chǎn)過程中按照配比將磷礦石、硅石、煤丁送入黃磷爐進(jìn)行電熱焙燒，焙燒產(chǎn)生的高溫將磷以氣態(tài)的方式分離出來，通過后系統(tǒng)的噴淋進(jìn)行黃磷的回收。黃磷爐作為礦熱爐的一種，也是電能通過變壓器、短網(wǎng)和電極對爐內(nèi)原料進(jìn)行放電做功來獲得能量從而置換出黃磷。操作人員通過對電極的提升和下降控制來實現(xiàn)對爐內(nèi)原料放電做功。爐內(nèi)電熱做功的快慢及做功面是否平衡是影響黃磷生產(chǎn)的重要因素。傳統(tǒng)的電極操作是操作人員根據(jù)電極電流的大小以及電極的位置來控制電極的升降， 這樣的人為操作難以實現(xiàn)黃磷爐內(nèi)平衡做功，致使黃磷爐的綜合能耗居高不下。隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，也出現(xiàn)了一些用于黃磷爐電極自動控制系統(tǒng)的裝置，但這些系統(tǒng)裝置本身難以在這樣的大電流、強(qiáng)磁場環(huán)境條件下長周期穩(wěn)定地運行。如專利申請200910301664. 0 號、200910301667. 4號、201010114516. 0號和201010114518. X號中的控制系統(tǒng)，以及成都高威的礦熱爐節(jié)電系統(tǒng)、重慶大學(xué)研發(fā)的黃磷爐電極專家控制系統(tǒng)等，均采用工控機(jī)方式 (PAC)來構(gòu)建黃磷爐電極控制系統(tǒng)，這些控制系統(tǒng)的控制核心裝置是工控機(jī)，其編程模式為 VB或C語言等高級語言編程，既需要高級語言編程環(huán)境，更需要依賴Windows操作系統(tǒng)來運行。這樣的控制系統(tǒng)在強(qiáng)磁場環(huán)境下工控機(jī)自身故障率較高，運行時容易發(fā)生死機(jī)故障、系統(tǒng)硬盤損壞，從而難以正常地長周期運行。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種黃磷爐電極控制裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷， 較好地適應(yīng)苛刻的工業(yè)環(huán)境，更好地控制黃磷爐的電極。設(shè)計人提供的黃磷爐電極控制器，由控制柜、操作臺和基于可編程邏輯控制系統(tǒng) (PLC)組成，其中控制柜分為5層；PLC系統(tǒng)又由電源模塊、CPU模塊、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、模擬量輸入模塊及供電器構(gòu)成，上述模塊分別安裝在控制柜的各層之中，各模塊之間通過柜架背板上的總線連接，供電器通過導(dǎo)線與電源相連接；操作臺上安裝有控制按鈕及指示燈；操作臺置于控制柜之上或控制柜的旁邊。上述PLC供電器設(shè)有防浪涌、雷電措施的220V隔離變壓器、穩(wěn)壓電源、浪涌雷電保護(hù)器及分組開關(guān)。上述控制柜的5層分別是PLC供電器安裝區(qū)，PLC模塊安裝區(qū)，輸入輸出信號隔離器安裝區(qū)，輸入信號接線端子安裝區(qū)和輸出信號端子安裝區(qū)。上述操作臺上的控制按鈕及指示燈分別為電極自動狀態(tài)指示、電極上升狀態(tài)指示、電極下降狀態(tài)指示、電極解鎖旋鈕開關(guān)、電極設(shè)置自動按鈕。發(fā)明人指出PLC是專業(yè)為工業(yè)環(huán)境下設(shè)計的控制器，其抗干擾能力較強(qiáng)，能較好地適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境。PLC運行時不依賴高級語言，運行時穩(wěn)定可靠。裝置的運行要求是控制柜中PLC數(shù)字量輸入模塊用于采集電極設(shè)置自動信號、 電極自動解鎖信號、電極升降限位信號、電極上升與下降的狀態(tài)信號。數(shù)字量輸出模塊用于輸出電極置自動的狀態(tài)信號、電極自動上升和下降信號。模擬量輸入模塊用于采集電極的電流信號，電極電流的信號格式為4 20mA，對應(yīng)電極電流的工程值為0 25000A。黃磷爐電極控制裝置的使用方法是運行時操作人員根據(jù)黃磷爐電極的工藝操作情況來判斷是否將某根電極投入自動，投入自動后控制系統(tǒng)會自動控制電極的提升和下降操作，當(dāng)電極工況異常或者需要進(jìn)行人工操作時控制系統(tǒng)會控制電極解除自動運行。裝置運行時，如某根電極投入自動，系統(tǒng)會自動尋找到該電極的最佳運行數(shù)據(jù)，通過對該電極實時運行電流的變化來判斷是否提升或下降電極。當(dāng)電極運行電流波動較大或是出現(xiàn)信號異常時，控制系統(tǒng)會自動解鎖退出該電極的自動狀態(tài)。裝置運行時，可以將全部電極或?qū)⒉糠蛛姌O投入到自動狀態(tài)。本實用新型的黃磷爐電極控制裝置，能夠靈活自如地對黃磷爐電極進(jìn)行自動或手動控制，在苛刻的工業(yè)環(huán)境不受干擾。適用于黃磷生產(chǎn)企業(yè)。

圖I為黃磷爐電極控制裝置控制柜安裝示意圖，圖2為PLC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，圖3為操作臺控制按鈕及指示燈布置圖。圖中1為PLC供電器，2為PLC系統(tǒng)，3輸入輸出信號隔離器，4輸入信號接線端子，5為輸出信號端子，6為電源模塊,7為CPU模塊,8為數(shù)字量輸入模塊，9為數(shù)字量輸出模塊，10為模擬量輸入模塊，11為控制按鈕，12為指示燈。
具體實施方式
如圖I的黃磷爐電極控制裝置，由控制柜、操作臺和基于可編程邏輯控制系統(tǒng) (PLC)組成，其中控制柜分為5層；PLC系統(tǒng)2又由電源模塊6、CPU模塊7、數(shù)字量輸入模塊8、數(shù)字量輸出模塊9、模擬量輸入模塊10構(gòu)成，上述模塊分別安裝在控制柜的各層之中， 各模塊之間通過柜架背板總線連接；圖2操作臺上安裝有控制按鈕11及指示燈12。 PLC 供電器設(shè)有防浪涌、雷電措施的220V隔離變壓器、穩(wěn)壓電源、浪涌雷電保護(hù)器及分組開關(guān)。 控制柜的5層分別是PLC供電器I安裝區(qū)，PLC系統(tǒng)2安裝區(qū)，輸入輸出信號隔離器3安裝區(qū)，輸入信號接線端子4安裝區(qū)和輸出信號端子5安裝區(qū)。操作臺上的控制按鈕11及指示燈12分別為電極自動狀態(tài)指示、電極上升狀態(tài)指示、電極下降狀態(tài)指示、電極解鎖旋鈕開關(guān)、電極設(shè)置自動按鈕。
權(quán)利要求1.一種黃磷爐電極控制裝置，其特征在于它由控制柜、操作臺和PLC控制系統(tǒng)組成，其中控制柜分為5層；PLC系統(tǒng)又由電源模塊(6)、CPU模塊(7)、數(shù)字量輸入模塊(8)、數(shù)字量輸出模塊(9)、模擬量輸入模塊(10)構(gòu)成，上述模塊分別安裝在控制柜的各層之中，各模塊之間通過柜架背板上的總線連接；操作臺上安裝有指示燈(12)及控制按鈕(11);操作臺置于控制柜之上或控制柜的旁邊。
2.如權(quán)利要求I所述的控制裝置，其特征在于所述PLC控制系統(tǒng)設(shè)有防浪涌、雷電措施的隔離變壓器、穩(wěn)壓電源、浪涌雷電保護(hù)器及分組開關(guān)。
3.如權(quán)利要求I所述的控制裝置，其特征在于所述控制柜的5層分別是PLC供電器(I) 安裝區(qū)，PLC系統(tǒng)⑵安裝區(qū)，輸入輸出信號隔離器(3)安裝區(qū)，輸入信號接線端子⑷安裝區(qū)和輸出信號端子(5)安裝區(qū)。
4.如權(quán)利要求I所述的控制裝置，其特征在于所述操作臺上的指示燈(12)及控制按鈕(11)分別為電極自動狀態(tài)指示、電極上升狀態(tài)指示、電極下降狀態(tài)指示、電極解鎖旋鈕開關(guān)、電極設(shè)置自動按鈕。
專利摘要本實用新型公開了一種黃磷爐電極控制裝置，它由控制柜、操作臺和PLC控制系統(tǒng)組成，其中控制柜分為5層；PLC系統(tǒng)又由電源模塊、CPU模塊、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、模擬量輸入模塊構(gòu)成，上述模塊分別安裝在控制柜的各層之中，各模塊之間通過柜架背板上的總線連接；操作臺上安裝有指示燈及控制按鈕；操作臺置于控制柜之上或控制柜的旁邊?？刂乒竦?層分別是PLC供電器安裝區(qū)，PLC系統(tǒng)模塊安裝區(qū)，輸入輸出信號隔離器安裝區(qū)，輸入信號接線端子安裝區(qū)和輸出信號端子安裝區(qū)。本實用新型的黃磷爐電極控制裝置，能夠靈活自如地對黃磷爐電極進(jìn)行自動或手動控制，在苛刻的工業(yè)環(huán)境不受干擾。適用于黃磷生產(chǎn)企業(yè)。
文檔編號H05B7/148GK202353844SQ201120385978
公開日2012年7月25日 申請日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月12日
發(fā)明者付建, 李千, 李顯軍, 楊曉勇 申請人:貴州開磷(集團(tuán))有限責(zé)任公司